智能电网的基础(六)电能质量.docx

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1、北极星配售电网讯:智能电网，他最主要的功能并不是“智能”而是“电网”，可靠的电力供应是现代社会正常运转的基石，那么怎样的电力供应才称之为可靠呢?一、电能质量概述电能质量(PowerQuality)：导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率的偏差，其内容包括电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、暂时或瞬态过电压、波形畸变与谐波、电压暂降与短时间中断等。二、电压偏差国标：供电电压偏差(GB12325—1990)(GB/T12325-2008)电压偏差：供电系统在正常运行方式下，某一节点的实际电压与系统标称电压之差对系统标称电压的百分数，

2、称为该节点的电压偏差。国标要求：1、35kV及以上正负偏差之和10%2、20kV及以下≤±7%3、220V单相+7%～-10%4、对供电短路容量较小，供电距离较长以及对供电电压有有特殊要求的用户，由供用电双方共同确定。制措施：危害不必多言，对设备，功角稳定等都有较大危害。1)配置足够的无功功率电源原则：分区、分层、分变电所进行补偿，实现无功功率的就地平衡，并留有足够的备用容量。2)系统调压在系统中选择一些关键性的母线作为电压监测点，若能降电压监测点的电压偏差控制在允许范围内，系统中其它点的电压及负荷电压就能基本满足要求。这些电压监测点称为电

3、压中枢点。电压中枢点一般选择系统内装机容量较大的发电厂高压母线，容量较大的变电站低压母线，有大量地方负荷的发电机母线。发电机调压：首先被考虑，缺点：此方法只能满足电厂地区负荷的调压要求，对于通过多级电压输电的负荷无法满足要求。变压器调压：这种调压方式的前提是系统的无功功率充足，这种方式只是改变了电力系统无功功率分布。在无功功率充足的系统中，应大力推广采用有载调压变压器。至于无功电压的分级自动控制，则是另外一个层面的事了。工程案例：平时的电能质量分析报告，无功配置计算是比较关键的点(另一个是谐波计算)。最终得出的无功补偿配置方案应该来自于两个

4、方面，一个是理论计算，就是根据类似线路长度，箱变台数的电气参数，算出需要配置多少无功，另一个就是仿真计算，计算在大小方式下，相关元件母线电压的情况，如下图。三、电压波动与闪变国标：电压波动和闪变(GB12326—2000)(GB/T12326-2008)电压波动：波动幅值不超过10%的周期性电压变动。通常，这个变化值远小于大部分电气设备敏感限制，因此只在少数情况下才会发生运行上的问题。引起电压波动的主要原因是功率冲击性波动负荷。(下图为电弧炉引起电压波动)国标中以典型的电弧炉负荷为对象设定了电压波动的极限值。电压闪变：闪变是电压波动引起的有

5、害结果，是指人对照度波动的主观视感，它不属于电磁现象。严格讲用电压闪变这一术语从概念上是混淆的。这里也有一些测量指标，但是一般不易量化，考虑的不多。控制措施：(1)提高供电电源的电压等级，以提高与电网公共连接点的短路容量，使其对电网的影响限制在允许的范围内;(2)采用SVC(SVG)装置，使其多项指标限定在允许的范围内。无功功率变动量是造成电弧炉电压波动和闪变的主要因素，所以维持系统无功功率就是改善和抑制电压波动和闪变的根本方法。常规并联电容器组由于阻抗固定，不仅不能动态跟踪负荷无功功率变化而调整无功补偿，而且会使谐波严重放大，因此不能用于

6、电压波动和闪变较大的场合。静止无功补偿器(SVC)根据无功功率的需求自动补偿，所谓静止无功补偿的静止是指它没有机械运动部件，但它的补偿是动态的，即根据无功的需求或电压的变化自动跟踪补偿。SVC由可控电感、固定或可变电容支路并联组成，在工程上应用实现的有：饱和电抗器(SR)、晶闸管控制电抗器(TCR)、晶闸管投切电容器(TSC)和晶闸管控制的高阻抗变压器(TCT)。TCR型SVC实际应用最广。 (statcom)：电压源型逆变较佳，可通过调节其直流侧电容电压的幅值和/或变换器的调制比就可以控制变换器交流输出电压的幅值，进而改变装置输出电流的极

7、性(容性或感性)和大小，达到连续控制输出无功功率的极性和大小的目的。SVG在无功控制能力、无功补偿响应速度、同等补偿效果所需容量、占地面积、损耗与输出无功的关系等方面均优于SVC。而且近年来，二者的价格差距变小，且国产SVG技术已经成熟。四、波形畸变与电力谐波国标：电压波动和闪变(GB12326—2000)(GB/T12326-2008)波形畸变：波形畸变是由电力系统中的非线性设备引起的，流过非线性设备的电流和加在其上的电压不成比例关系。电力谐波：任何周期性的畸变波形都可用正弦波形的和表示，其中，频率为基波频率整数倍的分量称为谐波(如我国电

8、力系统的工频为50Hz，则基波为50Hz，二次谐波为100Hz，三次谐波为150Hz等)，频率为基波频率整数倍的分量称为谐波，而一系列正弦波形的和称为傅里叶级数。在一定的供电系统